(57)【要約】【課題】複数の形状モデルに対して数値解析用メッシュを作成する場合、メッシュの疎密や分布パターンが異なってしまい、メッシュの違いに起因して解析精度が低下するという課題があった。【解決手段】本発明の数値解析用メッシュ作成方法は、複数の形状モデル８、１０を重ね合わせてひとつの合成形状モデル１３にしてから、メッシュ分割を行い、メッシュモデルを作成し、さらに、そのメッシュモデルから、重ね合わせる前の形状モデル８、１０に対応する数値解析用メッシュ３２、３３を作成するので、メッシュ分割の作業が省けるとともに、すべての形状モデルに同じメッシュ分割をすることができるので、メッシュに依存する解析の誤差が最小限に抑えられるという効果が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
数値解析用メッシュ作成方法において、
複数の形状モデルを重ね合わせて、前記複数の形状モデルが合成された形状モデル（以降合成形状モデルと呼ぶ）を作成する第１の工程と、
前記合成形状モデルのメッシュ分割を行いメッシュモデルを作成する第２の工程と、
作成された前記メッシュモデルから、重ね合わせる前の個々の形状モデルに対応する各々の数値解析用メッシュを作成する第３の工程からなる数値解析用メッシュ作成方法。
【請求項２】
前記第１の工程は、
個々の形状モデルを構成する点、辺、面、および前記個々の形状モデルを重ね合わせることによって生じる交線のうち、所定の許容差以下の距離だけ離れた複数の点、辺、面および交線は同一位置にあるものとして扱う請求項１に記載の解析メッシュ作成方法。
【請求項３】
前記第１の工程は、
複数の形状モデルを重ね合わせた前記合成形状モデルを構成する複数の部分閉領域各々に対して、複数の形状モデル識別番号と物性値とをセットで割り当てる工程を更に備えるとともに、
前記第３の工程は、
前記形状モデル識別番号に基づいて重ね合わせる前の個々の形状モデルを構成する前記部分閉領域を抽出し、その抽出に用いた前記形状モデル識別番号とセットになった前記物性値を前記抽出された部分閉領域に設定することにより、個々の形状モデルの数値解析用メッシュを作成する請求項１または２に記載の数値解析用メッシュ作成方法。
【請求項４】
ＣＡＤ機能により形状モデルを作成する、または、既存の形状モデルを取り込む形状モデル作成手段と、
複数の前記形状モデルを重ね合わせて、前記複数の形状モデルが合成された合成形状モデルを作成する形状合成手段と、
前記合成形状モデルに対してメッシュ分割を行いメッシュモデルを作成するメッシュ分割手段と、
作成された前記メッシュモデルから、重ね合わせる前の個々の形状モデルに対応する各々の数値解析用メッシュを作成するメッシュ分離手段と、
所定の解析ソフトに合わせた形式で数値解析用メッシュを出力するメッシュ出力手段
とを有する数値解析用メッシュ作成装置。
【請求項５】
複数の形状モデルを重ね合わせて、前記複数の形状モデルが合成された合成形状モデルを作成する第１の工程と、
前記合成形状モデルのメッシュ分割を行いメッシュモデルを作成する第２の工程と、
作成された前記メッシュモデルから、重ね合わせる前の個々の形状モデルに対応する各々の数値解析用メッシュを作成する第３の工程からなる数値解析用メッシュ作成方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータによる数値解析、たとえば、ものの強度や振動特性を求める構造解析や室内の気流分布や温度分布を求める熱流体解析などのＣＡＥ解析を行うときに必要な数値解析用メッシュを効率よく作成するためのメッシュ作成方法とその方法を実行するメッシュ作成装置、および数値解析用メッシュ作成方法を記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ技術の進歩により、実際の製品や装置を作ることなく、バーチャルに試験や評価を行うＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）解析が広く行われるようになってきた。ＣＡＥ解析は、力学や流体の複雑な物理現象を偏微分方程式で表現し、それをもとに高度な数学的手法により数値的に答え（解）を求める技術である。基礎となる偏微分方程式をコンピュータで計算するためには、連続した物理領域を有限個の領域（要素）に分割し、その離散化された領域に対する代数方程式を連立させて解くことが必要である。そのためには、解析対象を多数の小領域に分けるメッシュ分割という作業が必要になる。
【０００３】
メッシュ分割は構造解析、流体解析のみならず、ほとんどの解析手法に必要とされるものである。分割されるメッシュの形状は、二次元の場合には四角形か三角形、三次元の場合は六面体、四面体、三角柱、四角錘などが単独、あるいは、組み合わせて用いられる。メッシュの形状や粗さ、ひずみ具合などにより、解析の精度が大きく変わるために、メッシュ作成はＣＡＥ解析の結果を左右する重要なポイントとなっている。
【０００４】
たとえば、図１２（ａ）（ｂ）に示すような２種類の二次元形状の物体（１０１、１０２）周りの流れ現象を解析する場合、通常、それぞれ別々に数値解析用メッシュを作成すると図１２（ｃ）（ｄ）に示すようになる。ここでは、解析領域外周や物体周りの分割サイズをほぼ同じに設定しているが、出来上がったメッシュのパターンは違ったものとなる。この違いは物体の形状が複雑になればより顕著になってくる。これが解析結果に対する微妙な違いとして現れ、解析結果を比較する際の誤差を増大させることになる。
【０００５】
一般に、三次元のモデルでは四面体よりも六面体で分割するほうが解析精度が良いと言われており、さらに同じ六面体でも、各面が正方形で構成される立方体と各面が任意の四辺形で構成されるひずんだ六面体では、一般に立方体のほうが解析精度は良くなる。同様に、二次元のモデルでは三角形分割よりも四角形分割のほうが解析精度が良くなる。
【０００６】
このように数値解析用メッシュの出来具合が解析精度に大きな影響を与えることより、複数の対象物を解析してその結果を比較検討する場合には、同じ精度が得られるようなメッシュを作成することが必要である。つまり、対象物の部分的な形状や寸法を変えたときに、数値解析用メッシュの形状や粗さ、粗密の分布、ひずみ具合などをできるだけ揃えた数値解析用メッシュを作らなければならない。
【０００７】
そのために、特許文献１のメッシュ生成方法が提案されている。この技術は、解析対象の形状モデルを分割した分割形状モデルに対して解析メッシュを生成し、分割前の形状モデルの寸法を変更した場合にも、分割形状モデルに対して生成した解析メッシュと同一要素数で、メッシュパターンの等しい解析メッシュを自動的に生成するものである。具体的には図１３（ａ）〜（ｅ）に示すように、まず、形状を変更する前の形状モデルＡ（図１３（ａ））をいくつかの部分領域に分けて分割形状モデルＡ（図１３（ｂ））を作成する。分割形状モデルＡは元の形状モデルＡのトポロジー（位相幾何学）の特徴を表わすように分割する。次に、分割形状モデルＡのすべての部分領域に対してメッシュ分割を行ない、解析メッシュＡ（図１３（ｃ））を作成する。
【０００８】
ここで、形状モデルＡの内部円筒部分の径を変更した形状モデルＢ（図１３（ｄ））の解析メッシュを作成することを考える。この場合、形状モデルＡに対して行った部分領域に分ける作業を省略することが可能で、形状変更前の分割形状モデルＡを用いることによって、解析メッシュＡと同一要素数でメッシュパターンの等しい解析メッシュＢ（図１３（ｅ））を作成することができる。こうすることによって、分割形状モデルを毎回作成する手間が省かれるだけでなく、形状変更の影響をほぼ同じ解析メッシュで解析することができるので、精度の良い比較検討を行えるという効果がある。
【特許文献１】特開２００２−７３７０４号公報（第９頁左段第２３〜４３行、図１５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、この従来技術においては形状変更の自由度が低く、トポロジーが変わってしまうような場合には適用できないという問題があった。つまり、商品開発の詳細設計の段階などで形状の一部を変更するような場合には有効であるが、開発初期の構想設計のように大幅に形状や構成を変えた場合の検討を行う場合にはそれぞれの形状モデルについて分割形状モデルを作成し、メッシュ分割も個別に行う必要がある。
【００１０】
また、トポロジーは同じであっても寸法が大きく異なる形状変更の場合は、この従来の方法でメッシュ分割を行うと変更部分を変更前と同一要素数で分割するので、作成されたメッシュの要素サイズも大きく異なることになる。これは解析精度を低下させる要因となる。
【００１１】
このように従来の方法は、部分的なあまり大きくない形状変更を数多く行う場合の解析メッシュ作成方法としては有効であるが、トポロジーの変わるような構成変更や寸法が大幅に変わるような形状変更の場合には適用できないという問題があった。
【００１２】
本発明は、トポロジーが変わるような大幅な構成変更や寸法変更がある場合にも、メッシュパターンの違いによる解析精度の低下を引き起こさない数値解析用メッシュの作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の数値解析用メッシュ作成方法は、複数の形状モデルを重ね合わせて、前記複数の形状モデルが合成された形状モデル（以降合成形状モデルと呼ぶ）を作成する第１の工程と、前記合成形状モデルのメッシュ分割を行いメッシュモデルを作成する第２の工程と、作成された前記メッシュモデルから、重ね合わせる前の個々の形状モデルに対応する各々の数値解析用メッシュを作成する第３の工程から構成されている。
【００１４】
さらに、前記第１の工程は、個々の形状モデルを構成する点、辺、面、および前記個々の形状モデルを重ね合わせることによって生じる交線のうち、所定の許容差以下の距離だけ離れた複数の点、辺、面および交線は同一位置にあるものとして扱う、つまり、微妙にずれた位置にある点、辺、面および交線は相互に重なり合っているものとして扱う機能を有している。
【００１５】
本構成により、複数の形状モデルを重ね合わせることによりメッシュ分割の作業を１回に抑えることができるとともに、全ての形状モデルに対して共通な同一のメッシュモデルを作成することが可能になる。
【００１６】
また、重ね合わせの際に、数〜数十μｍ単位の微妙にずれた点、辺、面、交線などを相互に重なったものとして扱う機能は、微小辺や微小面の発生を抑える。
【００１７】
さらに、前記第１の工程は、複数の形状モデルを重ね合わせた前記合成形状モデルを構成する複数の部分閉領域各々に対して、複数の形状モデル識別番号と物性値とをセットで割り当てる工程を更に備えるとともに、前記第３の工程は、前記形状モデル識別番号に基づいて重ね合わせる前の個々の形状モデルを構成する前記部分閉領域を抽出し、その抽出に用いた前記形状モデル識別番号とセットになった前記物性値を前記抽出された部分閉領域に設定することにより、個々の形状モデルの数値解析用メッシュを作成する機能を有している。
【００１８】
本構成の前記第１の工程では、通常、ひとつの形状モデルの部分閉領域に対してはひとつの物性値しか与えられないのに対し、形状モデル識別番号を用いることによって、同じ部分閉領域に対して複数の物性値を割り当てることができる。
【００１９】
さらに、前記第３の工程では、その形状モデル識別番号を用いて、特定の形状モデルを構成する部分閉領域を抽出すると同時に、その物性値を設定することが可能になる。
【００２０】
また、本発明の数値解析用メッシュ作成装置は、ＣＡＤ機能により形状モデルを作成する、または、既存の形状モデルを取り込む形状モデル作成手段と、複数の前記形状モデルを重ね合わせて、前記複数の形状モデルが合成された合成形状モデルを作成する形状合成手段と、前記合成形状モデルに対してメッシュ分割を行いメッシュモデルを作成するメッシュ分割手段と、作成された前記メッシュモデルから、重ね合わせる前の個々の形状モデルに対応する各々の数値解析用メッシュを作成するメッシュ分離手段と、所定の解析ソフトに合わせた形式で数値解析用メッシュを出力するメッシュ出力手段を有する構成となっている。
【００２１】
この構成により、モデル作成、あるいは、ＣＡＤデータの読み込みによる複数の形状モデルの設定とそれぞれに対する数値解析用メッシュ作成を１回のメッシュ分割作業で行い、しかも、複数の形状モデルに対して同一のメッシュモデルを作成することが可能になる。さらに、個々の解析ソフトに合わせた形式で出力することにより、汎用の数値解析用メッシュ作成装置として幅広く活用することができる。
【００２２】
さらに、本発明は、複数の形状モデルを重ね合わせて、前記複数の形状モデルが合成された合成形状モデルを作成する第１の工程と、前記合成形状モデルのメッシュ分割を行いメッシュモデルを作成する第２の工程と、作成された前記メッシュモデルから、重ね合わせる前の個々の形状モデルに対応する各々の数値解析用メッシュを作成する第３の工程からなる数値解析用メッシュ作成方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明の数値解析用メッシュ作成方法によれば、複数の形状モデルに対して１回のメッシュ分割作業で、複数の形状モデルに対して共通なメッシュモデルを作成することができ、複数の形状モデルの比較検討を行う際に解析精度を高く保つことができるという効果が得られる。特に、品質工学的手法、いわゆる、タグチメソッドのように、直交表にしたがってパラメータを変えた多数の形状モデルを用意し、機械的に多数の解析を行う場合には、メッシュ分割の手間を減らせるとともに、解析精度も保てるので結果を数値的に比較するときの精度も向上する。
【００２４】
また、重ね合わせの際に、合成形状モデルの微小辺や微小面の発生を抑えることができるので、不必要に小さなメッシュを生成することがなく、メッシュ数の増加による使用メモリの増加や計算時間の増大という不都合を回避することができる効果も得られる。
【００２５】
さらに、ひとつの形状モデルの部分閉領域に対して複数の形状モデル識別番号と物性値をセットで割り当てることができるので、重ね合わせる前の個々の形状モデルを容易に取り出すことができ、かつ、それぞれの物性値を設定することも簡単に行えるという効果が得られる。
【００２６】
また、本発明の数値解析用メッシュ作成装置は、複数の形状モデルの設定とその数値解析用メッシュ作成を簡単に行い、個々の解析ソフトに合わせた形式で出力するので、汎用の数値解析用メッシュ作成装置として幅広く活用できるという効果が得られる。
【００２７】
また、本発明のメッシュ作成方法を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって、所定の構成のコンピュータシステムさえあればどこでも本発明のメッシュ作成方法を実施できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における数値解析用メッシュ作成方法のフローチャ−トである。図１において、１は合成形状モデルを作成する第１の工程、２はメッシュモデルを作成する第２の工程、３は個々の形状モデルに対応する数値解析用メッシュを作成する第３の工程である。
【００３０】
第１の工程１は、各種のＣＡＤやモデラで作成した複数の形状モデルを重ね合わせて合成形状モデルを作成する工程で、具体的には、たとえば図２に示すようなフローチャートの手順を順次行うことによって達成される。図３に示す二次元の形状モデルを例にして手順の説明を行う。８と１０は重ね合わせる２つの形状モデルであり、形状モデル８は空間の中に物体９が存在するモデル、形状モデル１０は同じ空間の中に物体１１と物体１２が存在するモデルである。具体的な解析としては、気流中に置かれた物体９、１１、１２のまわりの熱や流れの解析をする場合を想定した例である。
【００３１】
まず、図２の手順４で２つの形状モデルを重ね合わせる操作を行う。図３の例では、Ｎ＝１として、形状モデル８と形状モデル１０が１番目と２番目の形状モデルであり、それらを重ね合わせることによって、図４に示す合成形状モデル１３を作成する。ここで、重ね合わせる操作を行う際の基準点は解析したい内容によって任意に設定可能であるが、図３のように同じ領域内に置かれた異なる形状物体のまわりの流れの違いを解析する場合は全体領域は同一であるから、外周が一致するように重ね合わせることになる。
【００３２】
一般に、複数の形状モデルを比較して解析するのは、形状の一部が異なるものを比べるわけであるから、全体の解析領域そのものは同じ場合がほとんどである。したがって、図３の例ように外周を基準とした重ね合わせが可能である。仮に、外周の形が異なる形状モデルを重ね合わせる場合は、内部に存在する物体を基準として重ね合せる。外周と内部の物体の両方の形状が異なるような場合はメッシュ形状を揃える必要性が疑問であるが、物理的に意味のある座標系を設定することによって重ね合わせることは可能である。
【００３３】
合成形状モデル１３では３つの物体９、１１、１２が重なることによって、７つの部分閉領域１４〜２０が形成されるように思われる。ところが、現実にはＣＡＤやモデラの精度によって部分閉領域の出来方がさまざまに変化する。図５は物体９、１１、１２が重ねられた要部の拡大図の一例である。点２１、２２はそれぞれ物体１１、１２の頂点であるが、物体９の辺２３上に存在するのではなく、わずかにずれたところに存在している例である。これは形状モデルの作成者が意図してずらしたものではなく、本来は一致させるつもりであったとしても、ＣＡＤやモデラの精度によって数μｍから数１０μｍのずれは生じてしまうものである。ところが、数値解析用メッシュを作成するシステムはＣＡＤやモデラよりも精度が高いことが多く、図５に示したような点や辺のずれを生じてしまうことが良くある。このようなずれを生じていると、図４に示した部分閉領域１４，１５は分離されずに、図５に示すように点２１と辺２３のごくわずかな隙間でつながった部分閉領域２４というひとつの部分閉領域になってしまう。また、新たに部分閉領域２５という非常に微細な部分閉領域が生じることになる。
【００３４】
このように、微細な隙間や部分閉領域が存在すると、メッシュ分割する際にそれらの微細形状を識別するだけの分解能が必要となり、部分的に非常に細かい分割メッシュが生成される。その結果、不必要な総メッシュ数の増大につながり、計算に必要なメモリが増大したり、計算時間が膨大になるという不具合が発生する。
【００３５】
そこで、図２の手順５の判断を行う必要がある。上述のように、点や辺、面などが所定の許容差以内のごくわずかにずれた状態が存在するかどうかのチェックである。もし存在する場合には手順６の処理を行う。これはずれを補正する処理である。つまり、図５の点２１、２２と辺２３の距離が許容差以下であれば、これらの点２１、２３が辺２３の上に位置するように補正して合成形状モデル１３を定義する。
【００３６】
一般に、ある点と線、あるいは、面との距離は、その点から線、あるいは、面に引いた垂線の長さで定義するので、図５の点２１、２２が線２３上に位置するように補正する場合は、点２１、２２から線２３に引いた垂線と線２３の交点に点２１、２２を移動させることになる。同様に、平行な線や面はそれらの垂直距離が許容差よりも小さいかどうかで補正を行かどうかを判断できる。実際の補正では、まず、点と点が許容差以内のずれであるかどうかを調べ、許容差以内のずれである場合は、それらの点を重ね合わせる。このとき、どちらかの点を固定するのか、両方の中間点に新しい点を設けるのかなどいくつかの方法が考えられるがいずれの方法でもよい。多くの場合、点と点のずれ補正を行うことによって、それらの点を含む線や面のずれも補正されるが、長さの違う平行な線や大きさの違う平行な面が存在する場合は線と線、あるいは、面と面のずれ補正を行う必要がある。この場合も２つの線、あるいは、面の距離を表わす垂線に沿って線、あるいは、面を移動させることによって、ずれ補正を行うことができる。
【００３７】
また、球面と球面がごくわずかに離れていたり、ごくわずかに重なっている場合、その離れている距離や重なっている距離が許容差以内のずれであれば、それらのずれを無視して２つの球が接するように補正する。
【００３８】
これらの補正については、設定されている許容差が十分に小さい値であれば補正することによる形状のゆがみは問題にならないレベルである。したがって、補正のために移動させる点や線、面などの方向性を指定することは重要ではないが、一般には移動させることによって変化する面積や体積が少ないほうを選ぶのが良い。
【００３９】
許容差は重ね合わせる形状モデル全体の大きさや必要とする精度とも関係し、一概に絶対値を指定することはできないので、個々の場合に合わせて設定しなければならないが、デフォルト値を設定しておくことは可能である。
【００４０】
こうして２つの形状モデルの重ね合わせができれば図２の手順７に移り、さらに重ね合わせる形状モデルが残っているかどうかを調べる。もし、残っていれば、今、作成した合成形状モデルと残っている形状モデルとの重ね合わせを上述の手順４、５、６と同様に行う。図４に示した例では形状モデルは２つなので重ね合わせは１回で終了する。こうしてすべての形状モデルを重ね合わせれば第１の工程１は完了である。実際には、重ね合せによって生じた部分閉領域に形状モデル識別番号と物性値を設定する処理が必要な場合があるが、それについては後段で説明する。
【００４１】
第２の工程２はメッシュ分割を行うところで、ここは従来から知られているいくつかの方法のうち適当なものを選択して行う。たとえば、デ・ローニ法や八分枝法、アドバンシング・フロント法などがある。
【００４２】
第３の工程３は合成形状モデルをメッシュ分割したメッシュモデルから、重ね合わせる前の形状モデルに対応する数値解析用メッシュを作成する工程で、通常は部分閉領域の各々が元の形状モデルのどの部分に対応するかを調べて、それぞれの材質に対応する物性値を設定していく工程である。具体的な処理としてはいくつかの方法が考えられるが、本実施例では、図６と図９のフローチャートに示すような形状モデルの識別番号を用いた方法について説明する。
【００４３】
図６は上述の図２に示した第１の工程１の処理手順に手順２６を追加したものである。手順２６は形状モデルの重ね合わせによって形成された部分閉領域に形状モデル識別番号と物性値を設定する手順である。形状モデル識別番号と物性値はセットで扱われ、これらはある形状モデルの該当部分とその材質を示す情報である。手順２６の具体的な作業について図７を用いて説明する。図７は図４で説明した形状モデル８と形状モデル１０を重ね合わせて形成された合成形状モデル１３であり、わかりやすくするために部分閉領域のみに番号を付与している。この合成形状モデル１３は、物体９、１１、１２を重ね合わせて形成された７つの部分閉領域１４〜２０とそれ以外の空間である部分閉領域２７とからなる。これらの８つの部分閉領域は、形状モデル８として扱う場合と形状モデル１０として扱う場合でその材質が異なる場合がある。たとえば、部分閉領域１７は形状モデル８として扱う場合は空気であるが、形状モデル１０として扱う場合は物体１１の一部である。したがって、合成形状モデル１３の部分閉領域１７は、形状モデル８の形状モデル識別番号を仮に８とすると、形状モデル識別番号８に対しては「空気」という物性値を持ち、形状モデル１０の形状モデル識別番号、たとえば１０に対しては「アルミニウム」という物性値を持つことになる。このように、すべての部分閉領域に対して形状モデル識別番号と物性値を設定していく処理が図６に示した手順２６である。部分閉領域に対する形状モデル識別番号と物性値の割り当てを表のイメージで表わすと図８のようになる。
【００４４】
なお、この処理は形状モデルを重ね合わせる毎に設定しても良いし、すべての形状モデルを重ね合わせたあとで設定しても良い。また、重ね合わせる前の形状モデルが単に形の情報を持っているだけでなく、物性の条件も備えているのであれば、手順２６の処理は作業者の判断を交えずにコンピュータで自動的に処理させることも可能である。
【００４５】
図９は図１の第３の工程を説明するフローチャ−トであり、上述の形状モデル識別番号を用いて、合成形状モデルのメッシュモデルから、重ね合わせる前の形状モデルに対応する数値解析用メッシュを作成する方法を示す。合成形状モデルはひとつのモデルであるが、複数個の形状モデルを重ね合わせて作成したものであるので、その中にはすべての形状モデルの特徴をすべて備えている。それを分離して、重ね合わせる前の形状モデルに対応する数値解析用メッシュを作成するためには、合成形状モデルを構成するすべての部分閉領域に対して、所望の形状モデルの物性値を設定することで実現できる。具体的には、上述の図８に示したような対応表を用いて、図９に示す手順で行うことができる。
【００４６】
合成形状モデルからＮ番の形状モデルに対応する数値解析用メッシュを分離する場合、手順２８では、まず、１番目の部分閉領域のＮ番の形状モデルに対応付けられている物性値を対応表より抽出し、１番目の部分閉領域の物性値として設定する。これを繰り返してすべての部分閉領域に対して物性値を設定すれば、Ｎ番の形状モデルに対応する数値解析用メッシュが作成される（手順３０）。
【００４７】
実際の作業としては、Ｎ番目の数値解析用メッシュのみを取り出すことは少なく、すべての形状モデルに対する数値解析用メッシュを作成することが普通であるから、手順３１の判断を繰り返して、すべての形状モデルに対する数値解析用メッシュを作成する。この一連の作業はシステム中で自動処理をさせることも可能である。
【００４８】
図１０は図４で説明に用いた二次元の形状モデルを重ね合わせた合成形状モデル１３のメッシュモデルから、重ね合わせる前のそれぞれの形状モデル８、１０に対応する数値解析用メッシュ３２、３３を作成したものである。中央にある物体９、１１、１２の形状が違うので、物体９、１１、１２の形状に依存する部分のメッシュパターンは当然異なるが、共通部分のメッシュパターンはまったく同じ形状になっていることがわかる。したがって、この両者の解析においてはメッシュの形状に依存する誤差は非常に少なくなり、物体形状の違いによる現象の違いを精度良く捉えることが可能となる。
【００４９】
このように本発明の数値解析用メッシュ作成方法によると、複数の形状モデルを重ね合わせてひとつの合成形状モデルにしてから、メッシュ分割を行い、メッシュモデルを作成し、さらに、そのメッシュモデルから、重ね合わせる前の形状モデルに対応する数値解析用メッシュを作成するので、多数の形状モデルを扱う場合にもメッシュ分割の作業が１回で済み、手間が省けるとともに、すべての形状モデルに同じメッシュパターンのメッシュ分割をすることができるので、メッシュに依存する解析の誤差が最小限に抑えられ、結果を比較検討する際の精度が向上するという効果が得られる。
【００５０】
（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２における数値解析用メッシュ作成装置の構成を示すコンピュータシステムのブロック図である。
【００５１】
本装置は、数値や処理コマンド等をコンピュータに入力するためのキー入力部３４、画像や数値を表示するためのＣＲＴディスプレー装置などの表示部３５、ＣＲＴディスプレー上に表示された画像の位置等、あるいは、処理コマンドの選択等を指示するためのマウス入力部３６、モデルデータやコマンドの実行処理等をコンピュータ内に記憶するための記憶部３７、データを記録・保存するためのファイル装置３８、および、すべての演算処理を行うＣＰＵ３９とから構成され、数値解析用メッシュ作成の機能として、形状モデル作成手段４０、形状合成手段４１、メッシュ分割手段４２、メッシュ分離手段４３、および、メッシュ出力手段４４を備えている。
【００５２】
形状モデル作成手段４０は、解析対象の形状モデルを作成するＣＡＤ機能、あるいは他のツールで作成した形状モデルを読み込む機能の少なくとも一つを有している。
【００５３】
形状合成手段４１は、複数の形状モデルを重ね合わせて合成形状モデルを作成する手段で、図１のフローチャートの第１の工程１を行う部分である。
【００５４】
メッシュ分割手段４２は、デ・ローニ法や八分枝法、アドバンシング・フロント法などを用いて、モデルのメッシュ分割を行う手段で、図１のフローチャートの第２の工程２を行う部分である。
【００５５】
メッシュ分離手段４３は、合成形状モデルをメッシュ分割したメッシュモデルから、重ね合わせる前の形状モデルに対応する数値解析用メッシュを作成する手段で、図１のフローチャートの第３の工程３を行う部分である。
【００５６】
メッシュ出力手段４４は、作成された数値解析用メッシュを解析ソフトに合わせた形式で出力する手段で、商用の各種解析ソフトに対応したファイル形式で出力することができる。
【００５７】
このように、本発明の数値解析用メッシュ作成装置は複数の形状モデルの設定とその数値解析用メッシュ作成を簡単に行い、個々の解析ソフトに合わせた形式で出力するので、汎用の数値解析用メッシュ作成装置として幅広く活用できるという効果が得られる。
【００５８】
なお、上述した実施形態の機能を実現するコンピュータプログラムを記録した記録媒体を図１１のような構成を有するシステムに供給しても良い。この場合、システム中のＣＰＵ３９が、記録媒体に格納されたコンピュータプログラムを読み取り実行することによって、本発明の目的を達成することができる。したがって、記録媒体から読み取られたコンピュータプログラム自体が本発明の新規な機能を実現するため、そのプログラムを記録した記録媒体が本発明を構成する。コンピュータプログラムを記録した記録媒体としては、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、メモリカード、光ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどがあげられる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の数値解析用メッシュ作成方法によると、複数の形状モデルを重ね合わせてひとつの合成形状モデルにしてから、メッシュ分割を行ないメッシュモデルを作成し、さらに、そのメッシュモデルから、重ね合わせる前の形状モデルに対応する数値解析用メッシュを作成するので、多数の形状モデルを扱う場合にもメッシュ分割の作業が１回で済み、手間が省けるとともに、すべての形状モデルに同じメッシュパターンのメッシュ分割をすることができるので、メッシュに依存する解析の誤差が最小限に抑えられ、結果を比較検討する際の精度が向上するという効果が得られる。
【００６０】
これらの特徴は構造解析や流体解析などのＣＡＥ解析を行う広い分野に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明における数値解析用メッシュ作成方法を示すフローチャ−ト
【図２】本発明における数値解析用メッシュ作成方法の第１の工程の一例を示すフローチャート
【図３】物体のまわりの流れ解析を行う場合の二次元の形状モデルの例を示す図
【図４】本発明の形状モデルを重ね合わせる処理を行った一例を示す図
【図５】重ね合わせを行った物体の一例の部分拡大図
【図６】本発明における数値解析用メッシュ作成方法の第１の工程の他の一例を示すフローチャート
【図７】本発明における重ね合せを行って形成された部分閉領域の説明図
【図８】本発明における部分閉領域に設定された形状モデル識別番号と物性値の対応を示す表のイメージ図
【図９】本発明における数値解析用メッシュ作成方法の第３の工程の一例を示すフローチャート
【図１０】本発明における数値解析用メッシュ作成方法において、合成形状モデルのメッシュから重ね合わせる前の形状モデルに対するメッシュを分離した一例を示す図
【図１１】本発明における数値解析用メッシュ作成装置の一実施例の構成を示すブロック図
【図１２】従来の数値解析用メッシュ作成方法におけるメッシュの一例を示す図
【図１３】従来の数値解析用メッシュ作成方法におけるメッシュ作成の他の例を示す図
【符号の説明】
【００６２】
１  第１の工程  合成形状モデルの作成
２  第２の工程  メッシュモデルの作成
３  第３の工程  個々の形状モデルに対する数値解析用メッシュの作成
【図１】
2007323254.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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